電力系統及其自動化控制技術

摘要：近十幾年來，我國的經濟社會發展迅猛，社會生產在規模和范圍上都逐漸擴大，人們的生活水平也得到了大幅度提高，各行業以及居民生活對供電量的需求不斷增加，供電系統安全性和可靠性成為電力企業關注的重點。在這樣的背景下，電力系統的自動化控制技術應運而生并得到了廣泛的應用。下文筆者對電力系統自動化控制技術的概念、要求、發展趨勢等內容進行分析研究。

關鍵詞：電力系統;自動化;控制技術

前言

隨著科技化的發展，先進便捷的科學技術在社會生產的各個方面都得到了極大的應用。智能控制技術與遠動控制技術在電力系統自動化控制中的滲透和應用使電力系統自動化工程進入了現代化發展時期，不僅極大地提高了電力系統自動化控制工作的效率和工作質量，而且節約了以往電力系統自動化中控制過程的運營花費。

1.電力系統自動化概述

1.1電力系統自動化的概念

電力系統自動化是通過應用多種能夠實施自動檢測、決策和控制的裝置，通過信號系統和數據信息傳輸系統對電力系統的各個部分和整體進行遠程監測和控制，來保證整個電力系統的安全、穩定、高效運行，提供優質的供電服務。電力系統自動化控制技術的應用主要是保證電力系統各個生產、供電環節的安全、穩定、高效，實現整個系統經濟效能的增加以及生產成本的降低?，F代科學技術發展最為顯著的特征就是自動化技術在各個領域的應用，電力系統關乎社會生產和生活，更應當通過先進的科學技術提高自身的發展水平好發展階段。

1.2電力系統自動化的構成

（1）電力系統調度的自動化，是當前電力系統中發展最快的技術領域，這一技術主要是進行相關數據的采集和監控，為自動化實現提供基礎條件，調度的自動化是為電力系統運行提供決策來實現電站的綜合自動化。電力系統調動自動化是整個電力系統自動化的關鍵，對整個電力系統自動化的質量有著決定性的影響。

（2）變電站的自動化，變電站的自動化是利用現代電子計算機和網絡技術、通信技術以及信息處理技術等對傳統的變電站實現二次設備，達到整個變電站的運行能夠處于科學統一的協調管理之下，來保證變電站運行的安全穩定與高效，提高運營效益，提供可靠的供電服務。

（3）配電網的自動化，傳統的配電網只能通過工人手動的操作進行控制，而在上個世紀90年代在科技的促進下具有獨立功能的孤島自動化技術開始應用到電力系統中，近年來，該項技術在現代網絡信息技術的推動下越發完善，發展成為以信息技術為基礎的配電網自動化技術，配電網的自動化通過大量的智能終端和通信技術以及先進的后臺軟件，在實現資源有效利用上具有顯著的效果。我國目前的配電網設置情況不同，應當在改造時分期分批進行，逐步實現配電資源的綜合利用。

2.電力系統自動控制技術的基本要求

（1）迅速而正確地收集、檢測和處理電力系統各元件、局部系統或全系統的運行參數。

（2）根據電力系統的實際運行狀態和系統各元件的技術、經濟和安全要求，為運行人員提供調節和控制的決策，或者直接對各元件進行調節和控制。

（3）實現全系統各層次、各局部系統和各元件間的綜合協調，尋求電力系統優質供電、經濟性和安全性的多目標的最優運行方式。

（4）電力系統自動控制不僅能節省人力，減輕勞動強度，而且還能減少電力系統事故，延長設備壽命，全面改善和提高運行性能，特別是在發生事故情況下，能避免連鎖性的事故發展和大面積停電。

3.電力系統自動化技術

電力系統自動化技術的發展經歷了一個相當漫長的過程，由于相關領域技術的發展與進步，新技術的不斷涌現和完善，使電力自動化產業發展速度日益加快。下面我們對目前主要的電力系統自動化技術進行介紹。

3.1主動的面向對象數據庫技術

主動的面向對象數據庫技術在近幾年發展的越發成熟，具有顯著的開放性、繼承性、共享功能和智能性，該技術在其他領域也有廣泛的應用，且效果較為顯著，在電力系統自動化建設上具有積極的影響作用。現代電力系統的自動化提供供電服務建立在科學的調度基礎上，而調度所依據的是面向對象的數據庫和以此做出決策，該技術具有傳統技術不可比擬的優越性，能夠利用數據庫的觸發子系統對電力控制進行全面的監控，使得以此為基礎的數據分析和相關管理得到支持。數據庫的建立和應用在提高數據存儲和輸出效率、提高存儲的安全性和可靠性上都具有積極的意義。

3.2現場總線控制技術

現場總線是通過現場的實際測量和現場設備控制之間的數據信息傳輸為主控制系統，現場總線控制技術是利用現場配備的自動化智能儀表、現代化設備和控制中心的設備的連接來實現信息一體化、全方位、規范、科學的通訊與控制。該技術要求現場儀表、設備等的連接和數據通信都要按照科學的規范體系和協議，從而來實現自動化的電力系統的建立。

應用現場總線控制技術建立起來的現場總線系統能夠實現現場各生產設備之間、與控制系統之間的多方向、多結點的數字通信，所以現場總線技術能夠廣泛的應用在我國的電力系統自動化控制實踐中。當前應用最為廣泛、效果最為明顯的就是FCS系統，該系統比過去應用的系統在性能上更加優化、穩定、安全和靈活，尤其在發生故障時，該系統能夠通過上位機準確定位引起故障的環節，還能夠根據出現的具體問題制定出及時有效的策略，使系統最快的恢復正常運營。

4.電力系統自動化發展趨勢分制析

隨著電力電子技術的飛速發展，電力系統自動化技術也得到了廣泛應用和發展，目前自動化技術的發展主要呈現出遠程化、分布式和圖形化的趨勢和特點。

4.1自動化技術的遠程化

傳統的RTU在設計上通常采用工業控制計算機做為系統的硬件平臺，并通過擴展測控硬件接口電路 完成“四遙”功能，這種方法具有設計周期短、擴展性好，開發方便的優點，但是設計的RTU成本高，體積大，功耗大，結構不夠靈活。目前隨著微電子技術和網絡技術的迅速發展，遠動終端也在朝著小型化、智能化、網絡化的方向發展。通過對這種新的系統架構方案的研究，不斷的提高改善遠動終端的整體性能，具有工程實際意義。

4.2自動化技術的分布式

隨著能源的日益枯竭，作為一種集約式發展的電力運行方式，分布式發電系統得到越來越多的關注。分布式發電系統是指功率為數千瓦至幾十兆瓦、與環境兼容的獨立電源系統，用以滿足電力系統和用戶的特殊要求，具有靈活的變負荷調峰性能，可為邊遠用戶或商業區提供較高的供電可靠性，節省輸變電投資，適合可再生能源利用等特點。計算機技術、電力電子技術和新材料技術的快速發展極大的推動了DG技術與常規電網的聯系。

4.3 自動化技術的圖形化

全國電力系統聯網工程的實施，電力市場運營的啟動，EMS高級分析應用軟件的完善等，都使得電力系統管理、調度和分析計算所需的信息不但數量巨大，傳輸路徑交叉復雜，而且還要求信息刷新速度更快。以計算機和通信技術為代表的信息技術的迅猛發展，給電力系統帶來了很多新的技術進步的機遇，但同時也帶來了新的挑戰。

5.總結語

近年來隨著電子計算機技術、網絡技術、通信技術等日益成熟，對電力系統自動化技術產生了深刻的影響和促進作用。國外許多發達國家在電力系統自動化控制技術方面高度發達，我們應當不斷的引進吸收，按照國際化、標準化、規范化的要求發展這一技術，逐步實現電力系統的全面自動化，為提高我國電力系統的安全性、穩定性和高效性做出貢獻。

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